摘要：本文系统介绍了固态电解质界面膜（SEI膜Solid Electrolyte Interface，简称SEI膜）是在锂离子电池首次充放电过程中，电解液在负极表面发生电化学还原反应而形成的一层具有特殊性质的钝化膜从理论计算在充放电过程中，当电池开始充电时，锂离子从正极脱出，经过电解液向负极迁移。由于负极材料的电极电位较低，电解液中的溶剂分子和锂盐阴离子在负极表面会获得电子，发生还原反应。
EC在负极表面首先发生单电子还原，形成自由基阴离子，这些自由基阴离子具有较高的反应活性，会进一步发生分解反应，例如EC可能分解为烷基自由基和碳酸根离子，烷基自由基与锂离子结合生成烷基碳酸锂，而碳酸根离子与锂离子反应则生成碳酸锂（LiCO）。
LiPF₆6LiF随着反应的持续进行，SEI膜SEI膜的结构与成分
，例如常见的Li₂₃、、Li₂等等。
各自具备着十分关键且独特的性能。其中，Li₂₃凭借其特殊的晶体结构，晶格中的锂离子能够较为活跃地在晶格中发生迁移，这一特性使得它在一定程度上深度参与到锂离子的传输过程之中，对维持锂离子在电池体系内的稳定传输发挥着不可或缺的作用。
则拥有较高的离子电导率而Li₂等其他无机化合物同样不可小觑，它们共同作用，不仅为锂离子的传输提供了极为有效的通道，确保锂离子能够在电池内部顺畅移动，实现电能的高效转化，同时还极大地增强了SEI膜自身的机械强度，使其在面对电池充放电过程中的各种物理和化学变化时，依然能够保持结构的完整性和稳定性，为电池的长期稳定运行筑牢根基。
靠近电解液的外层主要由有机化合物组成ROCO₂Li有机层的存在使得SEI膜具有一定的弹性，能够适应负极材料在充放电过程中的体积变化，减少膜的破裂和脱落。
SEI膜在电池中的作用
膜在锂离子电池中起着至关重要的作用，它对电池的性能有着多方面的影响。 首先，SEI膜在电池体系中扮演着至关重要的角色，其能够极为有效地防止电解液与负极材料之间的进一步副反应发生。
这一关键特性，正是由于这种电子绝缘性，它就如同构建起了一道坚固的屏障，可以成功地阻止电子从负极传导到电解液之中。当电子被有效阻挡后，电解液的持续还原分解过程便得到了有力的抑制。
另一方面，因电解液过度分解会产生如CO₂、₂等气体，这些气体会导致电池内部压力升高，甚至可能引发电池鼓包、爆炸等安全隐患，而的特性，成功避免了此类情况的发生，从而大幅提高了电池的安全性和循环稳定性，使得电池能够在多次充放电循环中依然保持较为稳定的性能表现 。
SEI，为锂离子在电极和电解液之间的传输提供了 “选择性通道”。在充放电过程中，锂离子可以通过SEI膜顺利地嵌入和脱出负极材料，保障了电池的正常充放电过程。
此外，膜还能够稳定电池的电化学界面而SEI膜的存在可以有效地抑制锂枝晶的生长，维持电池电化学界面的稳定性，延长电池的循环寿命 。
双添加剂协同调控膜的形成
DFT）AIMD）模拟SEI研究团队构建了四种不同的电解质LP47LiPF₆/EC/DECFECLP47/FECLiPFLP47/LiPFFECLiPFLP47/FEC/LiPFSEI模拟结果显示，在纯中，盐分子和有机溶剂（、）都会发生明显的分解反应，虽然能够形成一定量的（个），但同时会产生大量不稳定的有机副产物如和等，这些副产物会导致膜结构疏松，无法有效抑制电解液的持续分解和锂枝晶的生长。
FECFEC分子LiF7而单独添加虽然也能增加的生成量（个），但对溶剂分解的抑制作用较弱，无法从根本上改善膜的质量。最引人注目的是双添加剂体系的表现，和展现出明显的协同效应：一方面，的存在促进了盐的快速分解；另一方面，有效调控了溶剂的还原过程。
生成数量进一步增加（9个），同时最大限度地抑制了有机溶剂的分解，形成了富含LiF且结构致密的优质SEI膜。同时，还通过Bader电荷特别值得注意的是，F原子在P-F键和Li-F键环境中的电荷分布特征与实验测得的XPS此外，通过对碳、氧原子电荷变化的追踪分析，研究揭示了双添加剂体系中有机–无机复合SEI层的形成机制：FEC分解产生的有机组分与LiPF促生的无机LiF相互交织，构建出具有优异机械强度和离子导电性的界面保护层。
SEI膜对锂枝晶抑制及界面稳定的关键作用
。
展示了锂原子在纯锂、Li/K和Li/Na合金表面的扩散行为。在纯锂系统中，锂原子沿垂直方向（z方向）的扩散显著，最大位移达到9 Å，这种非均匀扩散容易导致锂枝晶的形成。
，从而抑制枝晶生长。
SEISEILiFLi₂OLi₂SLi₃NLiCHCO而在系统中，膜的组成更为简单，主要由和构成。这种混合层不仅具有优异的机械强度和电绝缘性，还能有效抑制电解质此外，系统的膜呈现出内外分层LiF/NaF这种分层结构显著提升了界面的稳定性，抑制了枝晶的形成。通过计算锂离子在SEI膜中的扩散能垒在纯锂系统中，锂离子从外层SEI扩散至内层的能垒高达1.4 eV，表明其动力学过程较为缓慢。而在Li/Na系统中（尤其是33.3%Na浓度下），锂离子的扩散能垒显著降低，且正向和反向扩散的能垒相近，表明其动力学过程更为平衡。
通过分析研究了膜对电解质分解的抑制作用。在纯锂系统中，锂阳极表面损失了约个电子，表明其高反应活性，导致电解质（如阴离子和溶剂）的快速分解。
Li/Na被显著抑制，尤其是在浓度下，电子损失降至个以下。这种抑制作用归因于组分的形成，其作为电子绝缘层阻挡了进一步的电解质分解，从而减少了膜中复杂组分的生成。
